Планово-картографическое обеспечение кадастра недвижимости по снимкам со спутника IRS

Для решения задач землепользования вполне эффективно применять материалы космических съемок . В сельскохозяйственном производстве на современном уровне актуально внедрять системы автоматизированного количественного и качественного контроля использования земель сельскохозяйственного назначения путем создания и ведения электронных карт предприятия на основе данных космического мониторинга земель , топографических карт , данных агрохимической службы и т . п . Ведение электронных карт землепользования , проведение постоянного дистанционного мониторинга с анализом получаемых изменений , учет агрохимического обследования , мелиоративных мероприятий и других параметров , позволит контролировать текущее состояние и эффективно эксплуатировать земли сельскохозяйственного назначения . [6]

Государственный кадастр недвижимости представляет собой единую государственную многоуровневую управленческо - информационную систему о земельном фонде России и ее административно - территориальных единицах подразделений , о первичных объектах и субъектах кадастрового учета в них , являющихся одним из основных механизмов государственного регулирования земельных отношений , основанных на принятых общественном понятиях , экономических , социально - этических и этнических нормах .

Ш ирокое применение информационных технологий способствуют переходу на новый уровень общения , трансформации и доставки информации , создаваемой и используемой во всех сферах общества . Источником данных для информационных систем могут служить материалы космической съемки , которые получаемы с различных спутников , имеющие различное пространственное , временное , радиометрическое и спектральное разрешение .

Представленная работа посвящена информационному обеспечению кадастра недвижимости по материалам космической съемки со спутника IRS.

Цель работы – определить возможности использования снимков IRS для планово картографического обеспечения кадастра недвижимости . Для достижения этой цели проведены измерения координат точек по снимку и по цифровым ортофотопланам масштаба 1:10000.

Исходные данные

Для проведения экспериментальных работ в нашем распоряжении имелся снимок IRS PAN и набор цифровых ортофотоизображений местности на территорию Наро - Фоминского района Московской области . На рисунке 1 показан увеличенный фрагмент ортофотоплана на изучаемую территорию .

Снимки IRS обладают меньшей обзорностью , чем снимки ASTER. Но , за счет более высокой разрешающей способности , они позволяют конкретизировать процессы , неразличимые на снимках низкого разрешения . Однако их узкий спектральный диапазон , 6 bit градаций серого , не обеспечивает широты их использования в экологических целях . [2]

Рисунок 1 – Фрагмент ортофотоплана масштаба 1:10000 на исследуемую территорию

Для выполнения работ использовано следующее программное обеспечение : программа для работы с цифровыми изображениями DipEdit, АИС « Новая Земля », MicroStation, PhotoShop.

Результаты и их обсуждение

В работе выполнен анализ возможностей применения снимков IRS для плановокартографического обеспечения кадастра недвижимости, исходя из точности. Для этого выполнены измерения координат точек по снимкам, проведен пересчет координат в систему местности и выполнена оценка точности результатов. Для пересчета координат использовался метод линейной квадрики, который позволяет определять значения элементов внешнего ориентирования снимков без сведений о съемочной системе.

По результатам выполненных работ предложена технология обработки космических снимков IRS с использованием архивных цифровых ортофотопланов .

В программе существует несколько способов пересчета координат . Простейшим является линейный пересчет , который мы использовали на начальной стадии для отбраковки грубых ошибок и выбора из всего набора точек тех , которые используем для контроля , и опорных .

Для того чтобы обрабатывать космический снимок без информации о съемочной системе , необходимо провести уравнивание методом линейной квадрики . Этот метод позволяет найти элементы внешнего ориентирования снимка и ввести поправки в координаты . Для корректного решения задачи необходимы 9-10 опорных точек .

После пересчета координат программа ориентирует векторное изображение , создает файл - отчет о расхождениях на точках и формирует файл со всеми вычисленными координатами векторного изображения .

Результаты анализа точности приведены на рисунке 2, на котором изображены средние квадратические погрешности определения координат точек по снимку IRS. На рисунке 2 показаны результаты линейного пересчета без уравнивания и пересчета с уравниванием методом линейной квадрики .

Полученный результат показывает , что данный материал может быть использован для целей кадастрового картографирования масштаба 1:10000, для отображения границ сельскохозяйственных угодий , для земель сельскохозяйственного назначения , земель особоохраняемых территорий , земель лесного фонда , земель водного фонда , земель запаса . Эти выводы сделаны на основании требований к рекомендуемым масштабам базовых кадастровых карт и планов . [4]

IRS

Нами были проанализированы существующие технологии обработки аэро - и космических снимков . [2, 3, 5]

На основе существующих технологий предлагаем усовершенствованную технологию , представленную на рисунке 3, для обработки снимков IRS.

В работе предлагается использовать архивные планшеты масштаба 1:10000, на которых выполнена привязка , пересчет координат и трансформирование . Их мы предлагаем использовать для обновления информации . На этих планах выбираются точки , и создается каталог координат , который используется для ориентирования космического снимка . Таким образом , мы можем не выполнять полевых работ по привязке снимка . Затем можно провести досъемку новых объектов по космическому снимку . В результате получаем векторный план .

Рисунок 3 – Предлагаемая технология работ по космическим снимкам IRS и архивным ортофотопланам

Для определения экономической эффективности предлагаемой технологии проведем расчет стоимости работ для различных технологий получения информации для кадастрового картографирования в масштабе 1:10000:

• 1.    Получение информации в результате аэрофотосъемки ;

• 2.    Традиционная технология – получение информации о земельных участках наземным методом ( тахеометрическая съемка );

• 3.    Получение информации с использованием снимка IRS;

• 4.    Получение информации с использованием снимка IRS и архивных картографических материалов масштаба 1:10000.

Определим экономическую эффективность от использования того или иного пути получения информации, рассчитаем сметную стоимость выполнения работ (определения координат межевых знаков, площади объекта землеустройства и создания карты (плана) границ объектов землеустройства). Сравнив стоимости работ, можно будет сделать выводы о целесообразности применения той или иной технологии работ.

Для определения экономической эффективности применения предлагаемой технологии выполним расчет стоимости работ на одинаковую территорию для 4 разных технологий . При расчетах примем следующие исходные данные : объект для рассмотрения территория акционерного общества в Наро - Фоминском районе Московской области , объем работ - общей площадью 100 га , традиционно для построения плана масштаба 1:10000 используют масштаб аэрофотосъемки -1:40000.

На рисунке 4 показана территория , покрываемая одним космическим снимком . На ту же территорию можем рассчитать количество аэрофотоснимков , задаваясь такими параметрами съемки , которые обеспечат точность и дешифрируемость снимков сравнимую с точностью и дешифрируемостью космического снимка .

Рисунок 4 – Соотношение размеров космического снимка IRS и аэрофотоснимков

Для аэрофотосъемки с целью построения плана масштаба 1:10000 традиционно применяют съемку масштаба 1:40000. Выберем для съемки камеру RC-30 с фокусным расстоянием 150 мм . Формат снимков 23*23 см . Сторона снимка при таком масштабе съемки будет составлять на местности 9,20 км . Пусть перекрытия между снимками и маршрутами будут соответственно : Px=60% и Py=40%. Тогда bx=5,52 км , by=4,60 км на местности . Такие расчеты нам необходимы для вычисления количества снимков , на заданную территорию . Высота аэросъемки составит 6 км . Для сравнения высота орбиты спутника IRS 810 км . Высоты различаются в 135 раз .

Опорные точки расположим через 5 базисов , т . к . в технологической схеме мы выбрали процесс фототриангуляции , который допускает выполнение разреженной привязки снимков . Расстояния на местности между нашими опорными точками составят 18,4 км и 27,6 км . Для упрощения расчетов примем расстояние 18,4 км и расположим точки по квадратной сетке , это позволит выполнить работы с дополнительным контролем . Для участка 70 км это составит 16 точек . При данных параметрах съемки территорию 70*70 км должны покрыть 247 снимков с учетом перекрытия и добавления по 2 снимка в маршруте для того , чтобы закрыть края территории .

Для наземной привязки космического снимка IRS примем необходимым 9 опорных точек .

Результаты расчета стоимости работ для различных технологий приведены в таблице .

Таблица – Сравнение стоимости выполнения работ на исследуемую территорию

Технология с использованием :	наземной съемки	аэрофотосъемки	космической съемки со спутника IRS	Предлагаемая технология работ ( рис . 3)
Стоимость работ , руб .	136595,30	114787,76	106411,68	81361,98

Полученная стоимость работ по предлагаемой технологии будет ниже , чем традиционная с использованием наземной съемки в 1,6 раза , в сравнении с традиционной технологией , с использованием аэрофотосъемки – в 1,4 раза . Этот результат говорит о том , что данная технология выгодна для применения в кадастре недвижимости .

Выводы

• 1.    Результаты анализа точности цифровой обработки космического снимка IRS показали , что СКП на контрольных точках составила 3,36 м . Это говорит о том , что материал может быть использован для целей кадастрового картографирования масштаба 1:10000, для отображения границ сельскохозяйственных угодий , для земель сельскохозяйственного назначения , земель особо охраняемых территорий , земель лесного фонда , земель водного фонда , земель запаса .

• 2.    Предложенная в работе технология позволит снизить стоимость работ по сравнению с традиционной технологией в 1,4 раза .

Благодарим за помощь в постановке экспериментов и предоставление исходных данных профессора кафедры картографии Государственного университета по землеустройству , д . т . н . Б . А . Малявского .